Autode ja e-jalgrataste akude parandamine säästab raha ja ressursse, kuid probleemid pidurdavad tööstuse kasvu
Rich Benoit saab umbes kolm korda päevas kõnesid vana Tesla Model S omanikelt, kelle aku on tema autopoes The Electrified Garage üles öelnud.Akud, mis suudavad ühtäkki pakkuda sadu miile, kestavad ühe laadimisega vaid 50 miili.Nendel sõidukitel ei ole sageli garantiid ja aku vahetamine võib maksta kuni 15 000 dollarit.
Enamiku toodete puhul on parandamine ökonoomsem valik kui asendamine.Benoit, kes juhib üht vähestest sõltumatutest Tesla remonditöökodadest USA-s, ütles, et paljud Tesla akud on teoreetiliselt parandatavad.Kuid aja ja koolituse, ohutusprobleemide ja remondi keerukuse tõttu võib Benoit sõnul autoaku parandamine tema poes maksta kuni 10 000 dollarit, mis on rohkem, kui enamik tarbijaid on nõus maksma.Ta ütles, et selle asemel otsustavad paljud inimesed oma vanad autod maha müüa või vanarauaks jätta ja siis osta uhiuue Tesla.
"[Auto] on praegu peaaegu nagu tarbeese, nagu teler," ütles Benoit.
Benoit kogemus viitab probleemile, millega elektrisõidukite ja elektriliste mikromobiilsuse seadmete, nagu e-jalgrattad ja e-tõukerattad, varased kasutuselevõtjad hakkavad silmitsi seisma: need sõidukid sisaldavad suuri ja kalleid akusid, mis muutuvad aja jooksul taskukohaseks.Nende akude ümbertöötlemine võib pakkuda säästlikkust, säästes energiat ja ressursse, mida muidu kasutataks uute akude valmistamiseks.See on eriti oluline elektrisõidukite puhul, mis sisaldavad väga suuri akusid, mida tuleb tootmisel tekkivate süsihappegaasi emissioonide korvamiseks kasutada aastaid.Kuid paljud elektrisõidukid ja elektrisõidukite akud on projekteeritud nii, et neid oleks raske parandada, ja mõned tootjad heidutavad seda praktikat aktiivselt, viidates ohutusprobleemidele.Disainiprobleemid, ohutusnõuded ja osade nappus muudavad vähestel sõltumatutel mehaanikutel, kelle ülesandeks on elektrisõidukite või e-jalgratta akude hooldamine, remonti lubada.
"Prügikastis on palju akusid, mida saab renoveerida," ütleb Timothée Rouffignac, kes juhib Belgias Brüsselis väikest e-jalgrataste akude remondifirmat Daurema.Kuid "kuna need ei ole mõeldud parandamiseks, on raske head hinda leida."
Nutitelefonide liitiumioonakud sisaldavad "elementi", mis koosneb grafiidi anoodist, metallkatoodist ja vedelast elektrolüüdist, mis võimaldab liitiumioonidel liikuda ühelt küljelt teisele, luues elektripotentsiaali.Elektrilised jalgrattaakud sisaldavad tavaliselt kümneid elemente.Samal ajal võivad elektrisõidukite akud sisaldada sadu kuni tuhandeid üksikuid elemente, mis sageli pakitakse "mooduliteks" ja kombineeritakse seejärel akupakettideks.Lisaks elementidele ja moodulitele sisaldavad elektrisõidukite ja e-jalgrataste akud sageli akuhaldussüsteemi, mis jälgib aku seisukorda ning kontrollib laadimis- ja tühjenemiskiirust.
Kõik liitiumioonakud lagunevad aja jooksul ja vajavad lõpuks väljavahetamist.Kui aga aku sisaldab palju üksikuid elemente ja muid komponente, võib selle eluiga mõnikord pikendada parandamise teel, mis hõlmab kahjustatud elementide või moodulite tuvastamist ja asendamist, samuti muude vigaste komponentide, näiteks vigase akuhaldussüsteemi parandamist.Mõnel juhul tuleb välja vahetada ainult üks moodul.Selle mooduli väljavahetamine, mitte kogu aku väljavahetamine, vähendab vajadust metallide, näiteks liitiumi järele, samuti asendusaku (või uue auto) tootmisega seotud süsinikdioksiidi heitkoguseid.See muudab akude uuendamise ideaalseks ringmajanduse jaoks (süsteem, mis säästab ja taaskasutab ressursse), ütles Gavin Harper, teadlane, kes uurib akude jätkusuutlikkust Ühendkuningriigis Birminghami ülikoolis.
Kuigi see pole tingimata odav, saate aku remondiga säästa raha.Tavaliselt maksab EV aku remont umbes poole uue aku maksumusest.Cox Automotive hinnangul on alates 2014. aastal elektrisõidukite akude remonditeenuste pakkumisest alates säästnud rohkem kui 1 gigavatt-tund akusid, millest piisab umbes 17 000 uue elektrisõiduki enneaegsest kõrvaldamisest toiteks.
"On palju põhjuseid, miks parandamine on kuluefektiivsem kui asendamine," ütles Helps Gristile.
Kuid eksperdid väidavad, et aku remont on ohtlik ja seda ei tohiks teha kodus ega esmakordsetel kasutajatel.Kui aku saab remondi käigus kahjustatud, võib see põhjustada lühise, mis võib põhjustada tulekahju või plahvatuse.Kui parandustöödel ei kasutata sobivaid kõrgepingekindaid, võib see põhjustada elektrilöögi.Kui te ei tea, mida teete, "mängite tulega," ütles e-jalgrataste remonditöökoja Chattanooga Electric Bike Co omanik John Matna. Ta märkis, et mõned elektrijalgrattaakud sisaldavad "piisavalt voolu, et tappa. isik."
See aitab öelda, et aku taastamiseks on vaja vähemalt kõrgepingealast koolitust, elektrikogemust, isikukaitsevahendeid ja "põhiteadmisi arhitektuurist ja akude tööpõhimõttest".Need, kes soovivad parandada EV akusid, vajavad ka seadmeid, mis tõstavad sõiduki maapinnast ja eemaldavad füüsiliselt aku, mis võib kaaluda tuhandeid naela.
"Väga vähesed inimesed saavad või peaksid isegi midagi sellist proovima," ütles Benoit.
Kuid isegi korraliku väljaõppe saanud inimestel on nende disaini tõttu sageli raskusi elektrisõidukite või e-jalgratta akude parandamisega.Paljud e-jalgrattaakud on saadaval vastupidavates plastkarpides, mida on raske, kui mitte võimatu avada ilma sisemisi komponente kahjustamata.Elektroonilise jalgratta aku või üksikute elektrisõidukite akumoodulite sees on elemendid sageli kokku liimitud või keevitatud, mistõttu on nende eraldi asendamine keeruline või võimatu.Lisaks, nagu rõhutatakse Euroopa Keskkonnaagentuuri 2021. aasta aruandes, sisaldavad mõned elektrisõidukite akud tarkvara, mis võib võltsimise märke korral aku välja lülituda.
Tootjad väidavad, et nende akud on loodud ohutuse, vastupidavuse ja jõudluse parandamiseks, kuid see võib toimuda remonditavuse arvelt, kuna paljud tootjad, kes katavad garantiiperioodi (tavaliselt kaks aastat suuremate kaubamärkide ja e-jalgrataste kaubamärkide puhul), pakuvad vahetusi tasuta. või soodushinnaga.patareid.Elektrisõidukid kestavad 8–10 aastat või 100 000 miili).Remondi pooldajad seevastu väidavad, et ümberpööratavate kinnitusdetailidega, nagu eemaldatavad klambrid või kleeplindid, moodulkonstruktsioonid ei ohusta tingimata ohutust ja et remondiprojektide eelised kaaluvad palju üles kulud.
Euroopa poliitikud on hakanud eestkõnelejaid kuulama.Augustis võttis Euroopa Liit vastu uue määruse, mille eesmärk on muuta akud keskkonnasõbralikumaks.Muuhulgas sisaldab see sätet, mis nõuab, et e-jalgratastes ja muudes „kergetes sõidukites“ (nt e-tõukeratastes) kasutatavaid akusid hooldaksid sõltumatud spetsialistid kuni üksikute seadmete tasemeni.Euroopa e-jalgrattatööstus on ohutuse, akude sertifitseerimise ja juriidilise vastutuse pärast muret tundnud reegli vastu tugevalt vastu ning maadleb nüüd selle järgi, kuidas seda järgida.
"Me uurime endiselt, kuidas saaksime täita ELi uute akumääruste nõudeid, järgides samal ajal kehtivaid ohutusnõudeid ja meie kõrgeid kvaliteedistandardeid," ütles e-jalgrattaakude tootja Bosch Gristile.Bosch märkis tootjate ees seisvaid väljakutseid."Vastupidist suundumust on näha USA-s," kus "e-jalgrataste akude ja süsteemide jaoks kehtestatakse rangemad eeskirjad ja kõrgemad standardid."
Tegelikult teatas föderaalne tarbekaupade ohutuse komisjon hiljuti, et vaatab läbi e-jalgrataste ja nende akude eeskirjad.See tuleneb pärast seda, kui hiljutine elektrijalgratta aku tulekahjude hooaeg ajendas ka kohalikke poliitilisi meetmeid võtma.New Yorgi linnavolikogu muutis hiljuti oma tuletõrjekoodeksit, et keelata "liitiumioonakude kokkupanek või parandamine" muudest patareidest kasutatud patareidest, mida remonditöökojad mõnikord teevad.
Linn võttis hiljuti vastu ka õigusaktid, mis nõuavad elektrisõidukite tootjatelt, et nende toodete akud oleksid sertifitseeritud vastavalt UL 2271 disainistandardile, mille eesmärk on parandada ohutust.Ümbertöödeldud akud vastavad neile nõuetele, ütles Ibrahim Jilani, rahvusvahelise ettevõtte UL Solutions tarbijatehnoloogia direktor, mis testib paljude tööstus- ja tarbekaupade ja materjalide ohutussertifikaadi standardeid.Üks standard.Kuid Gilani ütles, et remondiettevõtted peavad "hoidma disaini sellisena, nagu see oli enne remonti", sealhulgas kasutama sama marki ja mudeliga akusid ja elektroonilisi komponente.Jilani ütles, et akude remonditöökojad peavad neli korda aastas läbima kohapealse UL-i kontrolli, mis maksab neile rohkem kui 5000 dollarit aastas.*
Võrreldes elektrijalgratastega on seadusandjad olnud EV akude parandamisel suhteliselt lõdvad.Ameerika Ühendriikides puuduvad konkreetsed seadused ega eeskirjad, mis seda probleemi käsitleksid.ELi uued akueeskirjad ei käsitle ka elektrisõidukite akude remonti, vaid lihtsalt soovitavad seadusandjatel ajakohastada üksikute sõidukite eeskirju, "tagamaks, et neid akusid saab eemaldada, asendada ja lahti võtta".
Saksa kindlustusliit GDV "toetab tugevalt" seda ideed, ütles Gristi pressiesindaja.Oktoobris avaldas rühm uuringu tulemused, milles leiti, et elektrisõidukite remont maksab kolmandiku võrra rohkem kui võrreldavate bensiinimootoriga sõidukite puhul, mis on osaliselt seletatav akude remondi või asendamise kõrgete kuludega.
"Paljud autotootjad ei luba akut remontida isegi siis, kui akukarp on veidi kahjustatud," ütles GDV pressiesindaja Gristile.Autotootjad otsustavad mõnikord aku välja vahetada, kui auto on sattunud avariisse, mille käigus avanes turvapadi.Mõlemad tavad "võivad suurendada remondikulusid" ja lõpuks kõrgemaid kindlustusmakseid, ütles pressiesindaja.
Uued eeskirjad elektrisõidukite akude parandatavuse kohta tulevad kriitilisel ajal.Cox Automotive's Helps ütles, et elektrisõidukite akude disainis on kaks samaaegset suundumust: "Akusid on kas väga lihtne hooldada või nad ei saa neid üldse hooldada."
Mõnel akul, näiteks Volkswageni ID.4 akudel, on Lego-stiilis moodulid, mida on lihtne eemaldada ja vahetada.Teised akud, näiteks uus Tesla 4680 aku, ei sisalda üldse mooduleid.Selle asemel liimitakse kõik elemendid kokku ja kinnitatakse aku enda külge.Helps kirjeldab seda disaini kui "parandamatut".Kui leitakse kahjustatud aku, tuleb kogu aku välja vahetada.
"See on ikkagi täielikult taaskasutatav aku," ütles Helps."Sa lihtsalt ei saa seda parandada."
Selle artikli avaldas algselt kliimat, õiglust ja lahendusi käsitlev mittetulunduslik meediaorganisatsioon Grist.
Scientific American on osa ettevõttest Springer Nature, millel on tuhanded teaduslikud väljaanded või ärisuhted tuhandete teadusväljaannetega (paljud neist leiate aadressilt www.springernature.com/us).Scientific American järgib oma lugejatele teaduse edusammudest teavitamisel ranget toimetuse sõltumatuse poliitikat.
Postitusaeg: 26. detsember 2023